大数据数学基础
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1.2.7 应用举例

矩阵的应用极其广泛,下面介绍几个应用实例。

例1-19 经济学问题 表1-1是某厂家向两个超市销售三种产品的相关数据,表1-2是这三种产品的售价及重量,求该厂家向每个超市售出产品的总价及总重量。

表1-1 三种产品的相关数据

表1-2 三种产品的售价及重量

解:将表1-1、表1-2分别写成如下矩阵。

可以看出,该厂家向超市甲售出产品总价为232000元,总重量为3300千克;向超市乙售出产品总价为324000元,总重量为4700千克。

例1-20 运筹学问题 某物流公司在4个地区间的货运线路图如图1-1所示,若司机从地区出发,则

(1)沿途经过1个地区到达地区的线路有几条?

(2)沿途经过2个地区回到地区的线路有几条?

图1-1 货运线路图

解:对于含有4个顶点的有向图,可以得到一个方阵,其中,

为有向图的邻接矩阵。

图1-1的邻接矩阵为

计算邻接矩阵的幂:

其中,表示从地区出发经过1个地区到达地区的线路有2条:

再计算邻接矩阵的幂:

其中,表示从地区出发经过2个地区回到地区的线路有3条:

一般地,邻接矩阵的次幂记作,其中表示从地区到地区沿途经过个地区的线路条数。

例1-21 密码问题 先给每个字母指派一个码字,如表1-3所示。

表1-3 字母码表

如果发送者想要传达指令action: 1,3,20,9,15,14,可以直接发送矩阵,但这是不加密的信息,极易被破译,很不安全。

我们必须对信息加密,使得只有知道密钥的接收者才能快速、准确地破译。

例如,取3阶可逆阵,于是,发送者用加密矩阵对信息矩阵进行加密,再发送矩阵

接收者用密钥对收到的矩阵进行解密,得到

这就表示指令action。